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常见的五大ARM存储器之一:协处理器CP1贝斯特娱

时间:2015-06-12来源:未知 作者:admin 点击:
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常见的五大ARM存储器之一:协处理器CP1贝斯特娱

  2015年07月16日

  中国•成都世纪城新国际会展中心

  随着科技的进步,信息技术、网络技术和智能技术正加速应用于工业领域,给工业注入“智慧”的催化剂,而且随着物联网的热潮兴起,物联网正在工业领域广泛渗透和应用,并与未来先进制造技术相结合。智能化浪潮来袭,工业控制、工业自动化、智能工厂运作等无一不涉及智能。控制器正朝着基于PC和更智能化方向迅速迈进。为此,电子发烧友特举办【智能工业创新应用论坛】,与业内专家共同探讨工业4.0时代背景下的智能工厂各方面的创新技术应用。

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  [导读]ARM存储系统有非常灵活的体系结构,可以适应不同的嵌入式应用系统的需要。ARM存储器系统可以使用简单的平板式地址映射机制(就像一些简单的单片机一样,地址空间的分配方式是固定的,系统中各部分都使用物理地址),也可以使用其他技术提供功能更为强大的存储系统。

  ARM存储系统有非常灵活的体系结构,可以适应不同的嵌入式应用系统的需要。ARM存储器系统可以使用简单的平板式地址映射机制(就像一些简单的单片机一样,地址空间的分配方式是固定的,系统中各部分都使用物理地址),也可以使用其他技术提供功能更为强大的存储系统。比如:

   系统可能提供多种类型的存储器件,如FLASH、ROM、SRAM等;

   Caches技术;

   写缓存技术(write buffers);

   虚拟内存和I/O地址映射技术。

  大多数的系统通过下面的方法之一实现对复杂存储系统的管理。

   使能Cache,缩小处理器和存储系统速度差别,从而提高系统的整体性能。

   使用内存映射技术实现虚拟空间到物理空间的映射。这种映射机制对嵌入式系统非常重要。通常嵌入式系统程序存放在ROM/FLASH中,这样系统断电后程序能够得到保存。但是通常ROM/FLASH与SDRAM相比,速度慢很多,而且基于ARM的嵌入式系统中通常把异常中断向量表放在RAM中。利用内存映射机制可以满足这种需要。在系统加电时,将ROM/FLASH映射为地址0,这样可以进行一些初始化处理;当这些初始化处理完成后将SDRAM映射为地址0,并把系统程序加载到SDRAM中运行,这样很好地满足嵌入式系统的需要。

   引入存储机制,增强系统的安全性。

   引入一些机制将I/O操作映射成内存操作后,各种I/O操作能够得到正确的结果。在简单存储系统中,不存在这样问题。而当系统引入了Cache和write buffer后,就需要一些特别的措施。

  在ARM系统中,要实现对存储系统的管理通常是使用协处理器CP15,它通常也被称为系统控制协处理器(System Control Coprocessor)。

  ARM的存储器系统是由多级构成的,每级都有特定的容量和速度。

  图1显示了存储器的层次结构。

  ① 寄存器。处理器寄存器组可看作是存储器层次的顶层。这些寄存器被集成在处理器内核中,在系统中提供最快的存储器访问。典型的ARM处理器有多个32位寄存器,其访问时间为ns量级。

  图1 存储器的层次结构

  ② 紧耦合存储器TCM。为弥补Cache访问的不确定性增加的存储器。TCM是一种快速SDRAM,它紧挨内核,并且取指和数据操作的时钟周期数,这一点对一些要求确定行为的实时算法是很重要的。TCM位于存储器地址映射中,可作为快速存储器来访问。

  ③ 片上Cache存储器的容量在8KB~32KB之间,访问时间大约为10ns。

  ④ 高性能的ARM结构中,可能存在第二外Cache,容量为几百KB,访问时间为几十ns。

  ⑤ DRAM。主存储器可能是几MB到几十MB的动态存储器,访问时间大约为100ns。

  ⑥ 后援存储器,通常是硬盘,可能从几百MB到几个GB,访问时间为几十ms。

  注意TCM和SRAM在技术上相同,但在结构排列上不同;TCM在片上,而SRAM在板上。

(责任编辑:admin)
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